260 t钢包全程加盖工艺实践

李叶忠，王一名，李玉德，张相春，陈志威，齐志宇

（鞍钢股份有限公司炼钢总厂，辽宁 鞍山 114021）

钢包作为盛装钢水的容器，也是二次精炼工序钢水冶炼的反应容器，钢包的保温效果以及空钢包盛装钢水前的初始温度对诸多经济指标、质量指标有联锁性影响。钢水在钢包中的热量损失主要有两个原因：一是钢渣液面与外界空气对流与热辐射；二是钢水与钢包的热传导。相同的钢包耐材和周转率情况下，未加盖的钢包降低热损失主要有两种方式，一是加入保温覆盖剂；二是通过煤气烘烤提高空钢包盛钢前的初始温度，但这两种方式的保温效果一般，而且无法避免罐底结渣壳。钢包加盖能降低钢包周转过程中的温度损失，包括重包及空包时的温度损失。首秦公司采取钢包加盖措施后钢水热损失明显减小，工艺全流程合计过程温降15．6℃，LF炉电耗降低8～10 kW·h/t。首钢京唐公司采取钢包全程加盖措施后，钢包包底、包壁及渣线温度平均提高200℃左右，转炉出钢温度平均降低13℃，这两家公司均取得了较好的经济效益。

鞍钢股份有限公司炼钢总厂四分厂 （以下简称 “四分厂”）260 t钢包以往未采用加盖系统，由于钢包温降大，转炉不得不提高出钢温度以保证精炼进站温度，但是依然不能满足精炼的需要，所以需要延长精炼加热时间，处理周期也相应延长，对生产节奏、产品质量、能耗与成本都有不同程度的影响。2019年10月，四分厂采用了鞍钢重型机械有限责任公司设计的钢包加盖系统，由于转炉钢车为南北走行，LF钢车为东西走行，而RH为旋转台形式，所以该加盖系统相比国内其他钢厂更为复杂。本文介绍了钢包加盖系统的工艺流程及加揭盖结构，投入使用后保温效果明显。

1 钢包加盖系统介绍

1.1 钢包周转工艺流程

四分厂钢包整备工序将钢包整备完毕后，通过加盖机将包盖扣在钢包上，带盖的钢包由吊车吊放于转炉受包位的钢包车上，钢包车行至加揭盖位→揭盖→钢包行至出钢位→出钢→钢包行至加揭盖位→加盖→行至吊罐位→吊至精炼位（LF炉、RH炉）钢包车→钢包车行至加揭盖位→揭盖→钢包车行至处理位→处理结束→返回至加揭盖位→加盖→行至吊罐位→吊至铸机→吊回钢包整备场。

1.2 钢包加揭盖设备

四分厂的钢包加揭盖设备主要包括：3座260 t转炉、2座RH、2座LF以及4处钢包整备场共11个工位，15台机构（每座LF及RH各2台）。

转炉炉后及精炼位加揭盖机为液压提升插齿式钢包加揭盖装置，钢包整备场采用液压缸驱动挂钩式钢包加揭盖装置。其中转炉炉后加揭盖机具备升降避让功能 （包括带盖升降避让功能），钢车走行被动加揭盖。LF加揭盖机为保证吊车摘、坐罐，在没有钢包的时候，插齿具备回收功能，给钢包升降运行留出空间。LF钢车加揭盖时不动，加揭盖机主动动作完成作业。图1为LF加揭盖装置避让状态，图2为LF加揭盖装置完全伸出状态。RH加揭盖装置需要旋转台旋转90°后，将带盖钢包运行至加揭盖位，由液压提升插齿完成加揭盖作业。

图1 LF加揭盖装置避让状态Fig.1 Avoidance State of Uncapping Device for LF

图2 LF加揭盖装置完全伸出状态Fig.2 Completely Extended State of Uncapping Device for LF

2 钢包加盖效果分析

在相同的钢种和气温条件下，取2019年6月份（加盖前）和2020年6月份（加盖后）四分厂转炉生产的相关数据，计算其平均值分析采用钢包加盖系统后取得的效果。

2.1 提高钢包包底和包壁温度

在钢包整备场分别测量加盖前后的空钢包包底、包壁温度，测量时间距浇铸结束约25～35 min。表1为钢包加盖前后包底和包壁温度的对比，由表1看出，加盖后的钢包包底、包壁平均温度提高了300℃以上。

表1 钢包加盖前后包底和包壁温度的对比Table 1 Comparison of Bottom Temperature and Wall Temperature before and after Ladle Capping ℃

2.2 降低出钢温度和出钢温降

取加盖前326组、加盖后236组数据分析转炉副枪终点测温情况，得出钢包加盖前后转炉出钢温度和出钢温降的对比见图3。由图3（a）看出，钢包加盖后转炉出钢温度比未加盖低,计算得出降低了15.5℃。由于加盖后钢包包底和包壁温度显著提高，由图3（b）看出，出钢温降随之减少，计算得出钢包加盖后出钢温降减少2.2℃，且波动幅度变小。

图3 钢包加盖前后转炉出钢温度和出钢温降的对比Fig.3 Comparison of Tapping Temperature and Temperature Drop during Tapping before and after Ladle Capping

2.3 缩短LF加热时间及处理周期

钢包加盖后，LF钢种进站温度随之提升，不但缩短了升温时间，同时也缩短了LF处理周期，提高了LF生产效率。取加盖前366组、加盖后247组数据分析LF加热时间和处理周期的变化。图4为钢包加盖前后LF加热时间和处理周期的对比。由图4（a）看出，钢包加盖稳定运行后，LF加热时间较未加盖有所减少，计算得出减少了3.1 min。随着进站温度的提高，前期化渣效果提升，脱S效果显著提高，加上加热时间减少，由图4（b）看出，LF处理周期也缩短了，计算得出缩短了7.6 min。

图4 钢包加盖前后LF加热时间和处理周期的对比Fig.4 Comparison of LF Heating Time and Treatment Period by LF before and after Ladle Capping

2.4 减少LF渣料加入量

钢包加盖后，LF脱S热力学条件改善，渣料用量明显降低，萤石用量减少不但会降低成本，更具有环保意义。取加盖前366组数据、加盖后247组数据分析白灰和萤石的用量，图5为钢包加盖前后LF白灰和萤石用量的对比，由图5看出，钢包加盖后，LF白灰用量减少，计算得出较未加盖期间减少497 kg/罐，折算吨钢减少1.95 kg；萤石用量也减少了，计算得出减少131 kg/罐，折算吨钢减少0.51 kg。

图5 钢包加盖前后LF白灰和萤石用量的对比Fig.5 Comparison of Mixture Ratios for Lime and Fluorite Added into LF before and after Ladle Capping

2.5 降低RH铝氧升温幅度

IF钢OB率（铝氧升温罐数占总罐数的比例）是评价汽车板钢质量的一条重要过程指标。钢包加盖后，随着RH进站温度的提升，IF钢铝氧升温幅度显著降低，减少了铝氧反应产物，提高了钢水洁净度，对汽车钢质量提升意义重大。统计加盖前465组、加盖后536组数据分析铝氧升温幅度，图6为钢包加盖前后铝氧升温幅度的对比。

图6 钢包加盖前后铝氧升温幅度的对比Fig.6 Comparison of Increasing Extent of Temperature of Aluminum before and after Ladle Capping

计算得出，钢包加盖工艺稳定运行后，IF钢铝氧升温幅度＜2℃/罐，较未加盖时平均降低了4℃/罐以下。

3 结语

通过对比分析鞍钢股份有限公司炼钢总厂四分厂钢包应用加盖系统前后的的工艺效果，得到如下结论：钢包全程使用加盖系统后，钢包包底和包壁的温度比使用前提高300℃以上；转炉出钢温度比使用前降低了15.5℃，出钢温降随之降低2.2℃，且波动幅度变小；LF加热时间和处理周期分别比使用前减少了3.1 min和7.6 min，LF白灰和萤石用量分别减少了1.95 kg/t和0.51 kg/t。IF钢OB幅度比使用前降低了4℃/罐以下，因此减少了夹杂物的生成，提高了钢水质量。